觀測太陽,太陽是一個相當穩定且安靜的恆星。可是當我們用特殊的可見光波
段,例如氫-阿法( Hα )光譜,或是一些特殊的紫外光波段,觀測太陽,就會
發現,太陽表面的電漿氣體運動,其實非常活躍,會不斷地發生大小不同的噴
發,就像一個正在沸騰的粥或岩漿,不斷的有氣泡浮出表面,向外噴出物質。
這些噴發的活動,跟黑子的週期一樣,呈現11年的週期。也就是說,在太陽黑
子極小期的時候,太陽表面大型噴發的發生機率較小。而太陽黑子極大期的時
候,太陽表面大型噴發的發生機率較大。也就是說,太陽表面大型的噴發,不
一定只發生在太陽黑子極大期,其實根據歷史上的統計,太陽表面大型的噴
發,常常發生在太陽黑子極大期“之前”與“之後”的幾年。也就是說,如果
太陽表面大型的噴發會造成地面上的災害,我們不能只有在太陽活動極大期的
那一年,才關心太空天氣,而是應該隨時監視太陽表面的活動,並在太陽表面
發生大型噴發後,隨即進入警戒。
依照歷史的記錄,過去半個世紀,太陽活動的極大期依序為西元1958年、1969
年、1980年、1991年、2002年,所以下一個太陽活動極大期,估計會發生在西
元 2013年。而歷史上幾個重要太陽表面噴發並對地面上或太空中的活動造成影
響的事件,卻是分別發生在西元1859年9月2日、西元1989年3月9-13日、西元
1994年1月20日、西元1997年1月7日、西元1972年8月7日、西元2002年4月21
日。(相關的太空天氣事件,詳見以下網頁的說明
http://www.ss.ncu.edu.tw/~lyu/lecture_files/2011Spring/lyu_Space&Ocean_Notes/2011_0407_SpaceWeather.pdf )
我們可以很清楚的看出來,這些事件中,除了西元1859年與西元2002年屬於太
陽活動極大期之外,其他事件,都不是發生在太陽活動極大期的年度。
過去半個世紀以來,我們人類已經由痛苦的經驗與教訓中,逐步了解問題所
在,也設法找出一些預防或減低太陽表面巨大噴發所造成的惡劣太空天氣對我
們生活的影響。來信中所提到的電力中斷問題,發生原因是因為高空中電離層
中的電流強度,如果突然增強許多,則地表會產生很強的感應電動勢,讓流經
變壓器的電流增強許多,於是導致變壓器與發電機因電流超載而毀損。只是根
據歷史上的記錄,電離層中的電流強度增強最多的地區,主要位在中高緯地
區。這就好像颱風主要發生在中低緯地區一樣,都有其物理原因。這裡就不再
贅述。科學家現在知道,可以藉著重新規劃電力輸運的網路系統,將地球磁暴
可能造成的電力中斷損失,減到最低。在台灣,閃電過程,產生的感應電動
勢,讓流經變壓器的電流超載而毀損變壓器的機會,遠大於磁暴造成變壓器毀
損的機會。事實上,根據科學家對電離層中電流的了解,我們幾乎可以不必擔
心台灣的電力,會受到磁暴的影響而受損。除了“緯度低”這個緣故之外,台
灣是一個“南北走向”的島嶼,而磁暴所造成的感應電動勢,多為東西走向,
因此對大陸、美國、俄國、加拿大等東西幅員廣闊的國家,磁暴對電力系統的
影響通常比對台灣來得大。除非他們重新規劃他們的輸電系統,否則問題無法
獲得改善。事實上,就我所知,這也是最近幾年,這些國家的相關部門所努力
設法改進的方向之一。
惡劣太空天氣對太空人以及人造衛星的影響,也是難免的。我們沒有太空人,
所以不必擔心第一個問題,我們有衛星,可是不入虎穴焉得虎子,所以為了獲
得太空中的資訊,我們還是要冒險放衛星到天上。我們只能禱告,我們的衛星
不要受到太大的影響。
惡劣太空天氣對飛安的影響以及全球定位衛星系統(GPS)收訊的影響,也是
難免的。所以千萬不要100%依賴自動導航系統,必要時我們還是要具有人工駕
駛的功能。不論是在天空駕駛飛機、起飛、降落,或在地面上駕駛汽車、火
車、高鐵,或在水中前進,都不能太依賴那些藉著 GPS 定位的導航系統。這就
是從事各行各業的人,所應該有的警惕與太空常識。所以只有那些缺乏太空天
氣常識的人,才會去研發製造與使用“谷歌自動駕駛車”(Google's Self-Driving
Car)。建議下次在太空天氣不好的時候,請大家務必跟這些“自動駕駛車”保
持距離。
中央大學太空科學研究所呂凌霄
黑子的週期一樣,呈現11年的週期
太陽黑子周期是11年 / 2014 樓市逆轉? | ||||||
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